光机电技术在现代农业中应用与展望.pptVIP

;汇 报 内 容 一、背景 二、历程回望 三、现状概览 四、未来展望; E = M C2 ; 现代农业的主要特征： “生物农业” + “化学农业” +“工程农业” 化学农业的危害： （1） 污染问题：水体、土壤、大气污染； （2） 生态灾难问题：生物链断裂、生态系统受损； （3）食品安全问题：重金属→ 食品品质下降、硝酸盐进入食物链 → 致癌；化学品→农产品口感与营养问题、人体代谢干扰；农药→ 农产品品质下降→ 致癌等; 现代农业新变革的方向： 强化生物农业 和工程农业。 “工程农业”：以光、电、机、磁、声、热等物理方法和工程技术应用于农业生产。 优点：确保农时，高效管理，及时收获干燥入仓、确保丰产丰收；减轻化学品的过度投入，提升农产品产量和品质，减少污染，降低成本，提高效益。充分高效利用非耕地和可再生能源，扩大耕地资源，确保国家粮食安全。;农业机械仅仅是工程技术应用于现代农业的一个小案例，是工程农业中的一个分支。 但是，机械应用于农业是农业革命的开端。农业机械化是20世纪农业发展的重要基础。 农业机械化被评为20世纪影响人类最重要的十大发明之一，位列前五位。 农业革命基于工业革命的进展而进步，是成熟、可靠、降低了成本的工业技术应用于农业，农业革命稍稍滞后于工业革命 ;第一次工业革命：动力技术;第一次工业革命特征：动力机械不断完善进步 瓦特完善了蒸汽机，作为动力机械应用于工业生产过程，英国进入工业化； 蒸汽机作为农业动力应用于农业生产，出现了装备蒸汽机的拖拉机； 用动力机械替代畜力和人力，从度量单位可以看出这一端倪：马力 煤 热能 机械能（动力） ;德国人Diesel （狄塞尔）发明了柴油机，标志着石油时代的来临，是石油农业的开端。 当时石油馏制的主产品是柴油和煤油，洛克菲勒由此发达。为了应对电气时代即将到来的压力，洛克菲勒挖掘了汽油的用途，催生了汽油机的应用和移动动力时代的到来。 第二次工业革命：电气技术 1888年俄国人德布罗夫斯基和德尔伏创建了三相交流电， 随??特斯拉在美国申请了交流电系统的专利并推广应用 爱迪生， J.P摩根，特斯拉，洛克菲勒，卡内基 ;电力驱动广泛应用于农业机械和农业生产 机电一体化技术得到发展，首先在工业、交通等领域得到被 广泛应用；随后被广泛应用于农业机械，极大地促进了农业 机械的技术进步。 这些技术进步和积累，为美国20世纪农业机械的大发展、大 规模应用于农业生产提供基础和准备，直接催生了20世纪最 重要的发明之一：农业机械化。 第一次、第二次工业革命，催生了机电一体化集成，对于农 业来说，是生产工具中执行装备的变革，是能源利用方式的 变革。 ;具备喷药、撒肥功能， 水、麦(旱)地兼用， 高地隙(90cm)， 四轮驱动，轻型化设计 药杆喷幅宽8m， 单位作业量45亩/h。 撒肥幅宽12m， 单位作业量60余亩。;第三次工业革命：信息技术 催生了光机电一体化 光机电一体化技术正在农业领域中得到广泛应用，当前的 特点是：“光”仅作为信息输入农业生产系统。 正在悄然来临的变革，将来必将会得到广泛应用的光机电 一体化技术特点是： “光”不仅作为信息、而且作为 “能量”输入农业生物与生产系统。 光作为能量输入农业生物和生产系统，是一次伟大的革命， 不仅是农业生产方式的变革，也是能源利用方式的变革。;三、现状概览;2、可耕地资源的污染与减量 可耕地被污染，被工业化、城镇化占用，海平面上升 导致盐碱化，导致可耕地总量下降，威胁国家粮食安全 3、极端气候频发 自然灾害发生频度增加，农业生产可控性下降，系统性 风险上升 4、水资源短缺 加剧可耕地减量和粮食安全风险 未来的解决对策：生物农业+工程农业 光以信息和能量输入农业系统，基于光机电一体化集成， 将开创工程农业的新篇章，产生现代农业的新变革。;四、未来展望;2、利用作物叶片或冠层的特征光谱信息监测技术，感知植 物病虫害状况，建立定量监测模型，在农机上建立变量施药 系统，实现精准、按需、减量施药。 3、利用作物叶片或冠层的特征光谱信息监测技术，感知植 物水份亏缺状况，建立定量水份监测模型，与灌溉系统集成 建立变量灌溉系统，实现精准、按需、减量灌溉。 4、建立害虫及其天敌的敏感波段，建立区分害虫及其天敌 的敏感光谱模型，开发智能诱虫灯，实现害虫的精准诱杀， 避免生态灾难的发生。 ;（二）光能量技术与机电装备的集成研发， 开发新型农业机械 特征：光作为能量输入农机系统 1、